Курсовая работа: Проектирование инструментально-штамповочного цеха машиностроительного завода

Данные взяты по СНиП 23-01-99 "Строительная климатология", Таблица 1 - Климатические параметры холодного периода года, Таблица 2 - Климатические параметры тёплого периода года.

Нормативный скоростной напор ветра - 30 кг/м2

Расчетная снеговая нагрузка - 120 кг/м2

Данные взяты по СНиП 2.01.07-85 "Нагрузки и воздействия".

Класс по функциональной пожарной опасности - Ф 5.1

Класс конструктивной пожарной опасности - С0

Степень огнестойкости здания - I

Данные взяты по СНиП 21-01-97 "Пожарная безопасность зданий и сооружений".

1. Объёмно-планировочное и конструктивное решения

Проектируемое промышленное здание одноэтажное и имеет размер в осях 66,75х49 м.

Здание состоит из 4 пролётов, размерами:

ширина пролётов, м: В1 =18, В2 =12, В3 =18, В4 =18;

высота пролётов, м: Н1 =9,6; Н2 =10,8; Н3 =9,6; Н4 =14,4;

длинна пролётов, м: L1 =48; L2 =48; L3 =48; L4 =48;

По планировочному решению:

в первом пролёте расположен склад литья и ковок по взрывоопасности относящиеся к типу Д

во втором пролёте расположены заготовительный, механический и сборочный участки по взрывоопасности относящиеся к типу Д

в третьем пролёте расположены электромонтажный участок по взрывоопасности относящийся к типу Г и участок окраски относящийся к типу А

в четвёртом пролёте расположены участки контрольно-приёмочный и упаковки по взрывоопасности относящиеся к типу Д

Конструктивная схема здания - несущий каркас. Уровень чистого пола принят на отметке 0,000.

Типы конструкций:

Каркас - железобетонный (колонны, фундаментные балки, подкрановые балки)

Стены - облегчённые металлические панели по серии 1.432.2-32.93

Стропильные конструкции - железобетонные малоуклонные безраскосные фермы

Конструкция покрытия - железобетонные ребристые плиты 1.465.1-17

Фундаменты - столбчатые монолитные из железобетона по серии 1.412

Двери и ворота - металлические

Окна - из алюминиевых сплавов по серии 1.436.4-20

Полы - бетонные, асфальтобетонные и на основе полимеров

1.1 Генеральный план

Проектируемый участок размером 300х300м. Генеральный план выполнен по типу глубинной планировки с учётом места расположения участка, технологических процессов, транспортных потоков и рельефа местности.

Производственная территория промышленного предприятия разделена на четыре зоны:

Предзаводская, включает вспомогательные здания, предназначенные для размещения администрации, медицинских учреждений, лабораторий, бытовых корпусов, проходных, стоянок для транспорта.

Производственная, в которой сосредотачиваются производственные цехи основного и вспомогательного назначения.

Подсобная, в которой располагаются энергетические объекты, подземные и наземные инженерные коммуникации.

Складская, в которой располагаются здания для хранения материалов, заготовок, готовой продукции, транспортные здания и сооружения.

На проектируемом генеральном плане связь между отдельными зонами соответствует технологическому процессу, а производственный поток имеет наименьшую протяжённость.

В предзаводской зоне запроектированы следующие здания и сооружения: контрольно пропускной пункт, столовая, медицинское учреждение, административно бытовой корпус, автомобильная парковка вместимостью 120 автомобилей и ж. д. диспетчерская. В производственной зоне располагаются инструментально-штамповочный цех, ремонтные автотранспорта и технического оборудования. В подсобной зоне расположены теплоэлектроцентраль и электростанция.

На плане показана трассировка автомобильных дорог и магистралей и запроектированы пешеходные и пассажирские пути, не пересекающиеся с грузовыми путями.

По вертикальной планировке все сооружения располагаются в наземной и надземной зонах.

Генеральный план выполнен по всем требованиям в соответствии с СНиП II-89-80* "Генеральные планы промышленных предприятий" и ГОСТ 21.508-93 "Правила выполнения рабочей документации генеральных планов предприятий, сооружений и жилищно-гражданских объектов"

2. Архитектурно-строительная часть

2.1 Фундаменты и фундаментные балки

Фундаменты - столбчатые монолитные из железобетона по серии 1.412. Под спаренные колоны индивидуального изготовления с учётом характеристик фундаментов по серии 1.412.

Железобетонные конструкции запроектированы по СНиП 52-01-2003 "Бетонные и железобетонные конструкции". Опалубка инвентарная стальная из стали класса Ст3 по ГОСТ 25781.

Бетон, используемый для монолита по ГОСТ 26633-91:

по классу прочности В30

по классу морозостойкости F200

марка щебня - 800, для бетона по классу прочности В30

Каркасы из арматуры, соединения арматурных стержней, закладные детали и сварные соединения запроектированы по ГОСТ 10922-90 "Арматурные и закладные изделия сварные, соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций"

Класс стали применяемый для арматуры и закладных деталей А-IV.

Гидроизоляция фундамента - отмостка из асфальтобетона (класса прочности В15) h = 30 мм на на уплотнённом щебне h = 100 мм. Горизонтальная гидроизоляция предусмотрена на отметке 0.000 h = 30 мм из цементно-песчаного раствора 1: 2.

2.2 Фундаментные балки

Фундаментные балки железобетонные типа ФБ6 по серии 1.415-1.

Внутренние и наружные самонесущие стены опираются на фундаментные балки, посредством которых передают нагрузку на фундаменты колонн каркаса. Фундаментные балки укладывают на специально заготовленные бетонные столбики, устанавливаемые на обрезы фундаментов.

В данном проекте запроектированы тавровые фундаментные балки, т.к они более экономичны по расходу бетона и стали. Во избежание деформаций при замерзании грунтов, балку с боков и снизу засыпают шлаком. Верхняя грань фундаментной балки расположена на отметке - 0.030. Поверх балки укладывается гидроизоляция из цементно-песчаного раствора.

Номенклатура и технико-экономические данные фундаментных балок:

Сечение изделия	Марка изделия	Длинна l, мм	Марка бетона	Расход материалов		Масса изделия, т
Сечение изделия	Марка изделия	Длинна l, мм	Марка бетона	бетон, м3	сталь, кг	Масса изделия, т
	ФБ1	5050	200	0,60	51	1,5
	ФБ2	4750	200	0,47	44	1,4
	ФБ3	4300	300	0,51	33	1,3

2.3 Колонны

По положению в здании колонны подразделяются Двухветвевая колонна по серии КЭ-01-52 ↓

на крайние и средние. К крайним колонам с наружной стороны примыкают стеновые ограждения. Крайние колонны, в свою очередь, подразделяются на основные, воспринимающие нагрузки от стен, кранов и конструкций покрытия, и фахверковые служащие только для крепления стен. Фахверковые колонны устанавливаются в торцах здания и между основных колонн при шаге 12м. Длину фахверковых колонн принимают на 100 мм меньше основных колонн, чтобы образовать необходимый зазор между их оголовком и нижним поясом стропильных конструкций.

Колонна для здания, оборудованного мостовыми кранами, состоит из двух частей: надкрановой и подкрановой. Надкрановая часть служит для опирания несущей конструкции покрытия и называется надколенником. Подкрановая часть воспринимает нагрузку от надколенника, а также от подкрановых балок, которые опирают на консоли колонн, и передает ее на фундамент.

В данном проекте запроектированы железобетонные колонны по серии 1.424.1-5 и двухветвевые колонны по серии КЭ-01-52.

2.4 Стропильные конструкции

Стропильные конструкции перекрывают пролёт, и подобно стропилам, непосредственно поддерживают настил кровли. По схеме восприятия внешних и внутренних усилий эти конструкции делятся на балки и фермы. Балка - одноэлементная конструкция, загружаемая по всему пролёту. Ферма - составная стержневая конструкция, загружаемая только в соединяющих стержни узлах.

В данном проекте использованы железобетонные малоуклонные безраскосные фермы пролётом 18м по серии 1.463.1-1-87 и стропильные балки пролётом 12м по серии 1.462-3.

Железобетонная малоуклонная безраскосная ферма пролётом 18м →

Узел опирания фермы на колонну ↓

2.5 Покрытия

Требования предъявляемые к покрытиям:

обеспечение необходимой прочности

обеспечение устойчивости здания

должны быть жёсткими

Покрытие из железобетонных ребристых плит по серии 1.465.1-17.

В покрытии использованы плиты шириной 1,5 и 3 м разных типов:

для легкосбрасываемой кровли применены плиты типа 3ПЛ6 с покрытием их асбестоцементными листами

плиты типа 3ПГ6 для основного покрытия

плиты шириной 1,5м для покрытия в местах присоединения фонарей

плиты типа 3ПВ6 с отверстиями для пропуска в них вентиляционных шахт

плиты типа 3ПФ6 с проёмами для устройства световых фонарей

Водоотвод в здании организованный, внутренний. Водосточные воронки диаметром 200мм выбраны из условия одна воронка на 350 м2 покрытия. Уклон покрытия 3 и 5 градусов для ферм и балок соответственно.

Узел опирания плит покрытия на стропильную конструкцию ↓

2.6 Фонари

В проекте запроектированы два типа фонарей - световые и светоаэрационные фонари.

Светоаэрационные фонари представляют собой П-образную надстройку над проёмами в крыше. Вертикальная часть фонарей состоит из борта высотой 0,6м и ленточного остекления в два яруса высотой 2х1,2м. Плоская крыша фонарей из железобетонных ребристых плит покрытия аналогично конструкции покрытия малоуклонной скатной крыши. Доступ на крушу фонаря осуществляется по расположенной в торце откидной, металлической стремянке.

Световые фонари смонтированы в специальные плиты покрытия с проёмами для фонарей размером 1,5х1,7 м и служат для освещения среднего пролёта шириной 12м. Прямоугольные светоаэрационные фонари шириной 6м устанавливаемые на пролётах 18 м и служащие для освещения и проветривания производственного помещения.

Фонари расположены по оси пролётов и своими торцами не доходят до торца здания и деформационного шва на 6м.

Светоаэрационный фонарь ↓

2.7 Подкрановые балки

Подкрановые балки служат для монтирования на них крановых путей по которым передвигается кран, а так же в роли связей конструкции для увеличения её жёсткости.

По месту расположения в здании балки разделяются на торцевые - у торцов зданий, и рядовые и температурные - в местах деформационных швов. В торцах подкрановых балок устанавливается крановый упор.

Крепление подкрановой балки к консоли колоны производится на анкерных болтах, пропущенных сквозь опорный лист, предварительно приваренный к опорной пластине, а к шейке колонны - путём приварки вертикального листа к закладным деталям.

Болтовые соединения после рихтовки завариваются. Рельс укладывается на упругой прокладке толщиной 8-10 мм из прорезиненной ткани с обеих сторон и закрепляется парными лапками на зашплинтованных болтах.

Железобетонные подкрановые балки применяются в зданиях с опорными кранами грузоподъёмностью до 30т с шагом колонн 6 и 12 м. В данном проекте использованы 6м подкрановые балки таврового сечения.

Марка балки	Грузоподъёмность крана, т	Марка бетона	Расход материалов		Масса балки, т
Марка балки	Грузоподъёмность крана, т	Марка бетона	бетон, м3	сталь, кг	Масса балки, т
БК6-3АV-C	15/3	500	1,4	195	3,5
БК6-5АV-C	30/5	500	1,4	294	3,5

2.8 Стены

Стены проектируемого промышленного здания из облегчённых панелей по серии 1.432.2-30.93. Цоколь запроектирован из железобетонных панелей 1,2х6м опирающихся непосредственно на фундаментную балку. Стены из трёхслойных металлических панелей отличаются меньшей массой и легки в использовании. Трёхслойные стальные панели состоят из каркаса, открыто расположенного внутри здания, и ограждения в виде закреплённых на каркасе стальных профилированных листов с запрессованным между ними эффективным утеплителем. В смонтированных стенах каркас панелей работает как фахверк каркаса здания. Он крепится непосредственно к колоннам. Несущий каркас - стальная рама из ригелей и связывающих их стоек - выполненных из горячекатаных швеллеров. Верхний ригель образованного двумя швеллерами коробчатого сечения крепится во время монтажа к консолям, приваренным к колоннам. Остальные ригели связываются с колонной на сварке. Интервал между ригелями по высоте до 3,6м

Во избежание образования "мостиков холода" в горизонтальных и вертикальных стыках, а так же продувания, пространство внутри профиля крепёжных элементов заполняется минеральным войлоком.

Эскиз	Марка	Размеры, мм		Нормативная ветровая нагрузка, кгс/м2	Масса, кг
Эскиз	Марка	Bут	H	Нормативная ветровая нагрузка, кгс/м2	Масса, кг
	ПМС-60.1,3-Р-2	130	5970	45	1817,8
	ПМС-69.1,3-РО-1	130	6870	45	-
	ПМС-69.1,3-П-3	130	6870	45	2018,3
	ПМС-112.1,3-Р-2	130	11170	45	3318,8
	ПМС-75.1,3-РО-1	130	7470	45	-
	ПМС-75.1,3-П-1	130	7470	45	2221,2

2.9 Антикоррозийные и антисептические мероприятия

Степень коррозионной стойкости материалов характеризуется скоростью его коррозии при действии агрессивной среды. Для металлов скорость коррозии измеряется в мм/год; для неметаллических материалов скорость коррозии оценивается качественно по изменению прочности, проницаемости и других свойств материалов.

Повышение коррозионной стойкости конструкций осуществляют посредством применения материалов, устойчивых к данной агрессивной среде. Устройства электрохимической защиты металлов, нанесение лакокрасочных и других покрытий. Повышение коррозийной стойкости керамических и каменных материалов достигается при помощи пропитки поверхностного слоя. Пропитка осуществляется синтетическими смолами, бутумом, парафином, а так же флюатированием. Для поверхностной обработки древесины используется битум, минеральные растворы и синтетические смолы. Коррозионная стойкость железобетона, бетона и растворов повышается либо применением для их изготовления специальных составов, либо химической обработкой поверхностей конструкций, либо защитой их специальными пропитками, покрытием или нанесением изолирующих плёнок. Деревянные конструкции подвергнуты биозащитной и огнезащитной обработке, металлические - окрашиваются краской. Все металлические изделия подвергаются специальной обработке грунтовке, окраске. Окрашиваемую поверхность предварительно нужно очистить от ржавчины, жира и неровностей;

В качестве антикоррозийного покрытия труб используется масляно-битумное покрытие в 2 слоя по грунту. Антикоррозийные и антисептические мероприятия выполняются в соответствии с требованиями СНиП 2.03.11-85 "Защита строительных конструкций от коррозии".

2.10 Наружная и внутренняя отделка

Наружная сторона здания окрашивается перхлорвиниловой краской поставляемая в готовом виде. Краски наносят валиком или краскораспылителем на предварительно подготовленные поверхности. Они быстро высыхают и образуют прочную водо- и атмосферостойкую поверхность. Ее используют как для окраски бетона так и кирпича предварительно оштукатуренного цементно-песчаным раствором 20мм. Для окраски оконных и дверных блоков, труб, производственного оборудования используют алкидно-стирольные эмалевые краски. Металлические поверхности предварительно грунтуют.

2.11 Ведомость полов

Полы в проектируемом промышленном здании:

Асфальтобетонные полы запроектированы на механическом и сборочном участках. Они имеют ряд преимуществ, такие полы водонепроницаемые, трудносгораемые, нескользкие, малошумные и способны выдерживать большие нагрузки. Так же сравнительно не дорогие и легки в ремонте. Из недостатков, плохая стойкость к минеральным маслам и невозможность их устройства в горячих цехах.

Эпоксидно-бетонные полимерные полы запроектированы на электромонтажном участке и участке окраски. Такие полы обладают высокими физико-механическими свойствами, водостойки, износостойки, не разрушаются под воздействием кислот, щелочей, полимерных масел, не имеют пыльности, эластичны и гигиеничны.

Металлобетонные полы запроектированы на складе литья и ковок, а также на участках контроля и упаковки. Для увеличения прочности покрытия пола на истирание в него добавляют стальные стружки крупностью до 5мм. Такие полы влагостойки, имеют высокую ударную прочность и прочность на истирание, стойки к минеральным маслам.

2.12 Связи

Конструкции промышленных зданий должны обладать пространственной жёсткостью. При прогонных покрытиях жёсткость обеспечивают только связями. Связи подразделяют на вертикальные и горизонтальные, первые устраивают между колоннами и в покрытии, вторые только в покрытии. Связи не только обеспечивают жёсткость каркаса здания, но и воспринимают горизонтальные нагрузки (ветровые, тормозные от мостовых кранов). Конструкция связей зависит от высоты здания, величины пролёта, шага колонн каркаса, наличия мостовых кранов и их грузоподъёмности. В данном проекте использованы крестообразные связи между колонн с шагом 6м и связи в покрытии. Связи в покрытиях выбирают с учетом вида каркаса, типа покрытия, высоты здания, вида внутрицехового подъемно - транспортного оборудования, его грузоподъемности и режима работ. Связи по колоннам установлены в середине температурного блока. Связи в покрытии установлены в середине и по краям температурного блока.

2.13 Окна, ворота, двери

Окна служат для освещения и проветривания помещений. Размеры окон назначают в соответствии с нормативными требованиями естественной освещённости, архитектурной композицией, экономическими факторами. Окна должны удовлетворять требованиям тепло и шумозащиты. Двери служат для сообщения между помещениями (внутренние) или для входа (выхода) в (из) здания (наружные). По типу двери делятся на одно - и двупольные. Дверные полотна могут быть глухими (ДГ), остеклёнными (ДО), усиленными (ДУ) и качающимися (ДК).

Внутренние двери из алюминиевых сплавов по ГОСТ 23747-88.

Оконные блоки - из алюминиевых сплавов по серии 1.436.4-20 с двойным остеклением.

Ворота запроектированы по серии 1.435.2-28. Размерами 3,6х3,6м для грузового транспорта и размерами 4,8х5,4м для железнодорожного транспорта.

Номенклатура окон:

Эскиз	Марка	Размеры, мм		Расход материалов, кг				Масса изделия без остекления, кг	Общая масса изделия, кг
Эскиз	Марка	Высота	Ширина	Алюминий	Резина	Стекло	Полиэтилен	Масса изделия без остекления, кг	Общая масса изделия, кг
	ОПО12-24Н	1140	2350	17,65	0,69	23,44	0,09	18,35	41,87
	ОПО18-24Н	1740	2350	26,23	1,23	35,76	0,2	27,66	63,42
	ОПК12-24Р	1140	2350	22,35	0,74	43,22	2,35	27,69	70,91
	ОПК18-24Р	1740	2350	30,62	1,61	67,84	3,42	34,75	105,61

3. Светотехнический расчёт

Для бокового освещения:

Определение нормированного значения к. е. о.

Коэффициент естественной освещённости (к. е. о) ,% при условиях работы:

характеристика зрительной работы - средней точности IV

при боковом освещении

eнIII= 1,2%

eнI, II, IV,V= eнIIImC, где

m=1,1 - коэффициент светового климата

C=0,9 - коэффициент солнечности климата

eнII=1,188=1,2%

2) Расчёт площади световых проёмов:

eнII= 1,2%

= 864 м2 площадь пола помещения

- площадь световых проёмов (в свету) при боковом освещении

= 1,3 для инструментальных цехов

= 9,9 - световая характеристика окон по таблице 26 СНиП II-4-79 (определяется интерполяцией)

- коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящими зданиями (не учитываем)

- общий коэффициент светопропускания

= 0,8 коэффициент светопропускания материала (для стеклопакетов)

= 0,9 коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема (стальные: одинарные, глухие)

Отделка внутренней поверхности имеет следующие коэффициенты отражения:

Площади отражающих поверхностей:

- площади пола и потолка

- площадь стен

= 1,1 - коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию (по таблице 30, СНиП II-4-79).

Определим площадь световых проёмов:

Рассчитаем площадь остекления на 6м длины помещения.

Длина помещения L=48м. Количество участков остекления 48/6 = 8.

Площадь остекления одного участка 168,48/8 = 21,06 м2.

4. Расчёт административных бытовых помещений

Необходимо рассчитать бытовые помещения при условии, что число рабочих на предприятии в самую многочисленную смену составит 300 человек, из них 150 мужчин и 150 женщин.

В соответствии со СНиП 2.09.04-87 "Административные и бытовые помещения" определяем, что проектируемое здание относится к категории 1Б, для которой из норм следует:

число уборных: 1 кабинка на 15 человек

умывальники: 1 умывальник на 4 туалетных кабины

отдельно стоящие умывальники: 10 человек на один кран

душевые: 1 душевая на 15 мужчин

1 душевая на 12 женщин

В результате получаем, что для нашего коллектива рабочих необходимо следующее количество санитарно - гигиенических приборов:

для мужчин: 10 душевых, 10 туалетов, 3 умывальника, 15 отдельных умывальников;

для женщин: 13 душевых, 10 туалетов, 3 умывальника, 15 отдельных умывальников.

Для каждого человека предусматривается отдельный шкафчик для уличной, домашней и специальной одежды.

Размеры шкафчика: ширина - 33 см,

высота - 165 см,

глубина - 50 см.

5. Экологические мероприятия

Перед началом строительства верхний слой чернозема аккуратно снимается, после завершения работ, весь строительный мусор убирается и чернозем укладывается обратно. Все деревья желательно сохранить, а если не получается, то пересадить. Вокруг здания садится газонная трава и кустарники. Со стороны направления господствующих зимних ветров целесообразно сделать защитный экран из насаждений. Лучше для этой цели использовать вечнозеленые насаждения с густой кроной. В данном проекте использованы ели и лиственница.